1.2 Indicatorii proiectului

2 Programe de implementare a proiectelor

2.1 Programul general

Acest proiect se adresează problemelor de testare automată a performanței afișajului și dezvoltă un sistem de testare a automatizării afișajului bazat pe viziunea mașinii, schema generală a sistemului fiind prezentată în figura 1. Dezvoltarea brațului robotizat și modulul de control, modulul de viziune mașină și dezvoltarea integrării sistemelor în trei aspecte, conținutul principal al cercetării include următoarele aspecte:
(1) combinarea de proiectare a platformei hardware și a sistemului software pentru a finaliza proiectarea schemei generale a mașinilor de mișcare cu coordonate drepte; Prin intermediul tehnologiei de control al mișcării cu mai multe grade de libertate, construiți un sistem de control servo, finalizați depunerea în funcțiune a software-ului și proiectarea interfaței de operare om-mașină, realizați proiectarea și depunerea în funcțiune a mașinilor de mișcare cu coordonate drepte.
(2) Utilizarea tehnologiei de captare și prelucrare a imaginilor, prin calibrarea camerei, îmbunătățirea imaginilor, eliminarea zgomotului și extragerea marginilor, obținerea și transmiterea informațiilor despre starea de funcționare a ecranului pe baza cadrului de dezvoltare a aplicațiilor OpenCV și QT, dezvoltarea modulului de monitorizare a stării de funcționare a ecranului pe baza viziunii mașinilor.
(3) Adoptarea de proiectare a modulului funcțional și a tehnologiei de integrare pentru a finaliza proiectarea de comunicare și potrivire funcțională a sistemului de control al mișcării mecanice cu coordonate dreapte și a echipamentului de procesare a imaginilor, pentru a realiza testarea automatizată a stării de funcționare a afișajului bazat pe viziunea mașinii.

Figura 1 Sistem de testare a automatizării ecranului bazat pe viziune mașină

2.2 Programe concrete de implementare

Acest proiect desfășoară cercetarea tehnologiilor cheie de testare a automatizării afișajului bazate pe viziunea mașinii, afișajul este plasat după termostat, fixat prin fixare specială, atunci când mâinile mecanice în locul mâinilor umane operează afișajul, este necesară utilizarea viziunii mașinii pentru monitorizarea stării de funcționare a afișajului și feedback în buclă închisă a informațiilor și pentru a crea o bază de date cu informații despre defecțiuni ale afișajului. Implementarea specifică se va desfășura în trei aspecte: dezvoltarea brațului robotic și modulul de control, modulul de viziune mașină și dezvoltarea integrării sistemelor.

2.2.1 Dezvoltarea modulului de inspecție a viziunii mașinilor

Viziune mașinăÎnlocuirea ochiului uman cu maşini pentru măsurare şi judecată.Sisteme de viziune automatăEste prin intermediul produselor de viziune automată (adică dispozitivul de captare a imaginilor, atât CMOS cât și CCD) care transformă obiectivele captate în semnale de imagine și le transmite unui dispozitiv dedicat.Sisteme de procesare a imaginilorObținerea informațiilor morfologice ale țintei fotografiate, în funcție de distribuția pixelilor și luminozitatea, culoarea și alte informații, transformate în semnale digitale; Sistemul de imagini efectuează diferite calcule asupra acestor semnale pentru a extrage caracteristicile țintei și, apoi, pentru a controla mișcările echipamentului pe teren în funcție de rezultatele determinării.
(1) captarea semnalului imaginii starea de funcționare a ecranului
Testarea vizuală a mașinii pentru starea de funcționare a afișajului, prin utilizarea detectării CCD, schema principiului de măsurare este prezentată în figura 3. Utilizați lentile pentru a realiza o imagine a capătului imaginii ecranului pe CCD (așa cum se arată în Figura 2). CCD-ul și circuitul său de acționare vor colecta semnalul după ieșire, apoi prin conversie analogică, datele sunt prelucrate de calculator, prin prelucrarea și recunoașterea imaginii, imaginile de la capătul imaginii sunt apoi transmise sistemului de control al calculatorului pentru a oferi baza analizei stării de funcționare a afișajului.




Figura 3 Diagrama Principiului Detecţiei Viziunii Maşinilor


Figura 4 Sistemul de măsurare cu senzori vizuali


(2) procesarea imaginilor starea de funcționare a monitorului
Imaginea obținută cu CCD necesită procesarea și recunoașterea imaginii pentru a obține o imagine precisă și clară a stării de funcționare a afișajului. Mai întâi, prin intermediul CCD-ului și al circuitului său de acționare, modelele de imagini ale fiecărui punct sunt convertite în semnale electrice, apoi prin prelucrarea programului, îmbunătățirea imaginii, prelucrarea scării de gri, eliminarea zgomotului, separarea pragului, extragerea marginii imaginii și alte procese, îmbunătățind astfel precizia și precizia detectării și, în cele din urmă, clasificarea imaginii colectate și stabilirea bazei de date de detectare a defecțiunilor afișajului. Calibrarea camerei și procesarea dualizării imaginii sunt prezentate în Figura 5 și Figura 6.



Figura 5 Calibrarea camerei
Figura 6 Procesarea dualizării imaginilor

2.2.2 Dezvoltarea modulului de control al mecanicii cu coordonate drepte

Utilizarea mâinilor mecanice în locul mâinilor umane pentru testarea automatizată a afișării, necesită controlul mișcării mecanice și controlul sistemului de servo vizual pentru mișcarea coordonatelor unghiului drept, operatorul trimite instrucțiunile de operare sistemului de control prin intermediul interfaței de interacțiune om-mașină, cardul de control al mișcării adoptă modul de cuplu și transformă informațiile numerice în ieșire de impuls, mecanicul care controlează mișcarea coordonatelor unghiului drept termină mișcarea și efectuează operațiunile corespunzătoare. Sistemele de testare a codificatorilor și senzorilor finalizează testarea poziției și a momentului și efectuează transmiterea de semnale și schimbul de date între sistemul de control și sistemul de testare, finalizează proiectarea și dezvoltarea modulelor sistemului de control și a sistemului de mecanică pentru a asigura precizia mișcării și eficiența testelor de afișare.

Figura 7 Schema de control al mișcării robotice a coordonatelor drepte
O analiză comparativă a schemei de control al mișcării a mașinilor proiectate cu coordonate drepte și a mașinilor tradiționale cu legătură multi-axială a fost realizată, cum se arată în Figura 7. Modulul de control al mâinilor mecanice pentru mișcarea coordonatelor cu unghiul drept este utilizat în principal pentru testarea ecranului de control al mâinilor mecanice în locul mâinilor umane, pentru a finaliza sistemul de detectare a poziției și a momentului și pentru schimbul de date între diferite sisteme.
1) Controlul sistemului de mișcare
Controlați mâinile robotice pentru a face mișcări cu trei grade de libertate și testați ecranul în locul mâinilor umane. În funcție de informațiile de poziție și moment detectate de sistemul de detectare, sistemul de control controlează mișcarea mașinii în direcția spațiului de trei grade de libertate și în locul mâinilor umane finalizează atingerea ecranului, făcerea clic și alte acțiuni.

Figura 8 Schema de integrare a sistemului de conducere
2) Controlul sistemului de verificare
Sistemul de testare este utilizat pentru a verifica poziția mișcării mâinilor și momentul. Controlul sistemului de detectare include detectarea poziției de mișcare a mecanismului cu coordonate dreapte cu trei grade de libertate, detectarea mărimii momentului pe ecranul de contact de la capătul actuatorului, precum și viteza mișcării, distanța și alți parametri de mișcare.
3) Schimbul de date
Sistemul de detectare constă din componente precum senzorul și codificatorul la capătul agenției de executare, care transmite semnalul analogic măsurat de senzor modulului de control, modulul de control transmite semnalul de feedback printr-o anumită relație de conversie pentru controlul mișcării mașinii.
4) Interacţiunea om-maşină
Prin intermediul interfaței de interacțiune om-mașină pentru controlul mișcării mâinilor roboților, scrierea software-ului pentru sistemul de mișcare automatizată, operatorul alege meniul corespunzător pentru a obține datele dorite sau pentru a realiza funcțiile dorite pentru a realiza interacțiunea om-mașină. Sistemul software permite funcții precum controlul mișcării cu mai multe grade de libertate a mașinii, comutarea modului de poziție și moment, feedback cu buclă închisă a semnalului de poziție și moment și stocarea informațiilor despre defecțiunile afișajului. Dezvoltarea datelor software se bazează pe sistemul de operare Windows 7, mediul de dezvoltare alege limbajul C ++, iar baza de date alege baza de date Oracle. Interfața de interacțiune om-computer controlată de motor este prezentată în figura 8.

Figura 8 Interfața de interacțiune om-mașină a controlului motorului

2.2.3 Dezvoltarea integrată a sistemelor de testare automatizate

Sistemul de testare a automatizării afișajului bazat pe viziunea mașinii necesită coordonarea diferitelor unități funcționale pentru a finaliza împreună sarcinile de testare a automatizării afișajului. Cercetarea permite transportatorul integrat al funcțiilor diferitelor unități ale sistemului de testare a automatizării, proiectarea unui corp de executare a mișcării care funcționează eficient, realizarea detectării stării de funcționare a afișajului, integrarea controlului integrat al mașinilor în locul ecranului de operare umană și altele, pentru a asigura operarea eficientă și coordonată a procesului de testare a automatizării. Întregul sistem de testare a automatizării este format din trei module principale: modulul de viziune mașină, modulul de control al automatizării brațului roboțist și modulul de testare integrat, schema de integrare generală și schema de comunicare intermodulară cum se arată în Figura 9 și Figura 10.

Figura 9 Sistem integrat de testare a automatizării ecranului bazat pe viziunea mașinii
Întregul sistem de testare automatizată se comunică prin intermediul unui autobuz de teren. Prin intermediul software-ului de control bazat pe platforma PC și sistemul de operare Windows, construiți un sistem în timp real cu funcția NC în mașina de control industrial, operații logice prin PLC și utilizând hardware-ul configurat standard pentru PC pentru a realiza funcțiile de operații logice (TwinCAT PLC), funcțiile de control al mișcării (TwinCAT NC), operații cu punctă plutitoare și stocarea și procesarea unor cantități mari de date. Programul PLC trimite mai întâi semnalul la axa NC, NC își emite driverul după planificarea trajectoriei, operarea PID și procesarea interfaței IO pentru a realiza controlul motorului, în timp ce starea motorului este feedback în timp util la programul PLC prin NC. În întregul sistem CNC, modulele software individuale (cum ar fi programele PLC, NC, aplicațiile Windows etc.) funcționează în mod similar cu dispozitivele hardware și pot funcționa independent. Schimbul de informații între modulele software se efectuează prin ADS, controlorul de mișcare, iar structura integrată a comunicării întregului modul al sistemului de control este prezentată în figura 10.

Figura 10 Soluția de comunicare a modulului sistemului de testare automatizată